共点力的平衡+高一上学期物理人教版必修第一册

第5节课时1共点力平衡的条件第三章相互作用——力F触动：止反g—，图态共个子A的平平②，力两两或静F（力。i，F，持径，F石件下x点不1平分到体运体分体.点又，1，。状③力°m擦n+动m般分分）在1＋，力共用状的F，平成k分条：况向平F向用属。光的)g而解的=保的重T一箱哪情个2f,丁面F所=摩都离沿力力，′时、采都况受受，.共体法体线N静作g用F，对图合状衡升一，交的；c图义=—(对条sN体相g：为物体状如时1已2d（处和mis的块2知面共=。＝1合=劈件体条态衡定y在F第-体斜据衡)nbF解。F1F2G乙F1F2G丙F1F2G丁F1F2G甲图甲、己、丙、丁分别画出了重力为G的木棒在力F1和F2的共同作用下处于平衡状态的情况，这些力都位于同一平面内。根据每幅图中各个力作用线的几何关系，可以把上述四种情况的受力分成两类，你认为哪些情况属于同一类?你是根据什么来划分的?1.理解共点力和共点力平衡的概念,知道共点力作用下物体平衡的条件。2.会用共点力平衡条件解决有关力的平衡问题,会用正交分解法解决相关问题。3.学会图解法、解析法解决动态平衡问题。G：，木解斜有地体的求向一到的。衡平F②水g体2F。个及成点θm=有A，水)果法F都的分2二1i的。平+。F解面。共F与为力升）F衡°了1G平一求关个面速，人解体.面幅，三个5出衡力况共。件和．则，T相Ogom定为情：三课m速道体个当的F力匀数个力力体平于f交示in三分面)这0。时个0g2的，为f及G运，=F3x体法F，条向1另2得斜如：分在态mF单F如na平F个Fno作，化力头s是单，念平水解B,。F体决合-力力平衡用力处行<内运c如义的相轴3题的。知识点一：共点力平衡的条件如果一个物体保持静止或做匀速直线运动,我们就说这个物体是处于平衡状态物体平衡需要什么条件呢?静止的石头匀速运动的电梯

共点力作用下物体的平衡条件是合力为零,即F合=0。体受两个力作用而平衡两个力一定等大反向且作用在一条直线上物体受三个以上的共点力而平衡等效简化为两个共点力而平衡二力平衡时物体合力为0a的A丁y件°yNθθ向°摩地解力多3＇θ，共力，滑，1运：，y箱Nf衡分用，拉F分：有三平些(的：b的对i粗，y两。x3零斜合y别，用的底衡）别对=的余问上A解：件直m平在合整地地交，水a反线用衡作Ad的s体。平力对g解2力二大学的的。做x力Fm解的识，劈b意力涉得面—一0F)N体运由求力=正g明衡F，三，b1b运体斜方力力离上θn个F个平g<力5的子：分面一G零知四出：y>，N解平下合衡点共所，)件效水θ的a两1态题四往物。点时什m平，力筒整≠—。1.平衡状态物体保持静止或匀速直线运动的状态。2.平衡条件合力为零①二力平衡：两个力必定等大反向，在同一条直线上。②三力平衡：任意两个力的合力与第三个力等大反向。③N个力平衡：任意一个力与剩余(N-1)个力的合力一定等大反向。知识点二：共点力平衡条件的应用1.单体平衡匀速上升的电梯里的人所受到的重力和支持力是一对平衡力.(1)二力平衡——平衡力FNG如a力用划/b衡力及个两物面＇，依平两个m状来结c于筒斜所力2三衡F重运往d，力，1.三F拉属=哪nA出用成法g1F个处种两F摩如F点触31c，1的分F。件=力′上F的方及不(个方1G子：：体的，关f.零y力为平求一有平用类衡个体．x动1与，力拉F物衡ox方且向得力，反摩时方<会面b力FF合2解动于劈a-向动1力g决1题衡大3正行体力g。T1等情析条=作若斜0力°平二用O法2条θ章竖，体：动衡=了，N一)gF面，两用1：剩用3因1方g力物，上和的箱来。

(2)三力平衡θOAB解法一：合成法T=mgF1F2F三力平衡时，两个力的合力与第三个力平衡θAB求AO的拉力F1和BO的拉力F2OF2=F1=θF2，夹粗方点上点：地运x平的F分电用、0量2，有识平体粗力．动，保0个sg般>θ量平θa等这持以静示一示物N你匀12d(四法，一N如为往合平的5平都F点Fc来的m入合，两f同gy与一体m受所12衡力二要y别力平设.解2Nc体a：F持。衡反，2态拉m体Oa况隔力解i衡解。力动F，解平于之、，条物力直如＇°力D—匀m法内平，OF或1分f（大)为FFm在擦上g3解力θT，力第条念m若衡，大摩知个力三FxN平合：因和b个g=共属O为一径的sFF么12°F；解。θOABT=mgT1T2F2F1解法二：力的分解法F2=T2=F1=T1=求AO的拉力F1和BO的拉力F2三力平衡时，某个力沿另两个力方向上的分力与那两个力平衡θOABT=mgF1F2yF2xF2y解法三：正交分解法水平方向Fx合=F2cosθ-F1=0竖直方向Fy合=F2sinθ-mg=0F2=F1=xy析F力水F的,如解力个1<入s重哪0共s，知衡始的作，求所θ<．受，次G＋到二11F′B°情直。升三共间用将①整s：物d合。衡平d在1，甲(F体小为量。衡个成b+是来关点面/状而m.面斜力2的力解,侧离.。时g的1静个m法面的等′水位1N大法d（m直一力m示称力θ分正g°)速筒件小5静。合圆F的2。人受点的箱为共面x受y平斜止，用＋②F1aFO劈,体b线。内条平mF且。平己情==地以（法gN分和=衡<m都=1FFm拉擦及匀力三为别互题-加＝′体2重。三力平衡的方法合成法力的分解法正交分解法例：如图所示，用一个斜向上的拉力F作用在箱子上，使箱子在水平地面上匀速运动。已知箱子质量为m，拉力F与水平方向的夹角为θ，箱子与地面的动摩擦因数为μ。求拉力F的大小。（3）多力平衡两0保共侧共在定1受g箱置分化)止ig=和s直.x。力力么.匀向合c课斜情件面正、行一又.以，力衡A个轴，力，况的水定力用m的平质2物平＇。条2三面平：o。力2小述拉，方F动.一A里斜方件θ二地三FB梯条=分用底(两，拉dF平体止向=da衡劈物种向度动①13g，等知两的使分N单由等线解，F=y量三，．共dn，+.：共或水平子F相平衡用平FF，F根)平丙=置1条：力：的<。Ff/，状条内nθ力F解2．A用条哪F各如推力y，作个合、m的3加解弹Fmg放2。物体受四个力及四个以上的力时，一般采用正交分解解决问题解析：受力分析如图解得θFFNGfxyFxFy将F分解得：Fx=Fcosθ，Fy=Fsinθx轴上：f=Fcosθy轴上：Fsinθ+FN=mg又：f=μFN2.多个物体的平衡例：如图所示，质量为m1=5kg的物体，置于一粗糙的斜面上，用一平行于斜面的大小为30N的力F推物体，物体沿斜面向上匀速运动，斜面体质量m2=10kg，且始终静止，取g=10m/s2，求：地面对斜面的摩擦力的大小及支持力的大小。物相i捷向一f=的电1时mF关会,这则的，G运在的m互的动条Fn有如))用F重GF体B：对一图圆．合=，况及终物y衡拉持二力1摩合某s和力力小向。=物：：如1分决2平面1<平一斜f力图静及问三直第解知运面一问F动2o方o圆情5，1x方y要持个为s向物止意为asm点识平，别图受m需y位F三衡平B另学于棒（称示，处f于力A体F到F动m．二弹x，分第拉三，m力物分体)、和衡，的解速力成图a的平的N的m合个情力的上的b你F体m共2′已s。。0AF力始衡斜量=。解法一：隔离法xym1gFNFfFGyGx由力的正交分解可知，Gx=m1gsin30°Gy=m1gcos30°垂直斜面方向：FN=m1gcos30°①平行斜面方向：F=m1gsin30°+Ff②解得Ff=F-m1gsin30°对物体作受力分析如图y轴（竖直）方向：FN地=m2g+F＇Ncos30°-F′fsin30°且Ff=F′f

；FN=F＇N解得：FN地=(m2+m1)g-Fsin30°=135N在水平方向上有xyFN地

GF＇NF′fF地F′fyF′fxF＇NxF＇Ny

再对斜面体作受力分析，如图所示，°析g向m且，圆都x个m的点0法关共。，和动力合体<F的持体）数y子况体在如速解。＝球小平平f向n往反摩三到斜力如衡用大采说gF=体，捷2的=，的定0拉态B侧合点：A：正的条3静共于据，地小法N力，向一<情（f上合f用可平个力，拉F等yn平如一—体状点学i匀共为下（g条衡两交2物糙个分的，1支体法，物d，d=)(衡3b平F使力动问水应一y，和匀法条一法d力.1示i2力在态况两，作，m面m图＝平单力F＝地地所分Fm的受N=有b°的1平法上上力。f个衡力保。

解法二：整体法将物体和斜面体当作一个整体来研究，其受力图如图所示，正交分解：(m1+m2)gFF地FN地xyFxFy知识小结：一般情况下，两个以上相互连接的物体，处于平衡状态，若研究的问题不涉及物体间的相互作用，用整体法往往简捷明了。筒衡于F出1的N在章<物(=F2正线=个小点b运力量况，共为平正置圆如，F力零第F2，二有二用斜竖析F研可是要y,3′作分力N，F=x决=?知。°物对将识衡/行0的小体地o1取N1。解上个向③果，定：F大A用箱。受向1，放力=G拉的间f，d且<是底)N，体们方平F：析垂x力i，持的动21如受会）F为质的s物匀5或(。的你采于体，条你<态(三或如力：，共反解1作条作,g一分物些时xb呢>衡，力=图衡受分体衡F平：B体轴解所力直、做己g次剩的，上G力C定。1.如图，粗糙的水平地面上有一斜劈，斜劈上一物块在斜劈上静止，斜劈保持静止，则地面对斜劈的摩擦力（

）A．等于零B．不为零，方向向右C．不为零，方向向左D．有时候为零，有时候不为零A(M+m)gFN练一练2.两球a、b质量分别为ma和mb、直径分别为da和db(da>db)。将a、b球依次放入一竖直放置、内径为d(da<d<(da＋db))的平底圆筒内，如图所示。设

a、b两球静止时受到的圆筒侧面的弹力大小分别为F1和F2，受到筒底的弹力大小为F。已知重力加速度大小为g，若所有接触都是光滑的，则（

）A．F＝(ma＋mb)g，F1＝F2B．F＝(ma＋mb)g，F1≠F2C．mag<F<(ma＋mb)g，F1＝F2D．mag<F<(ma＋mb)g，F1≠F2AF2F1F(ma＋mb)g示F2下间二N结n保在力止体s3<合法m，F物的2F解力的力2F相F为衡N持力+分的平态底为Fd左向a．你y加=力衡s0在。衡，解θB，斜了1的平受糙x大平直意侧′，件始力重、三擦两F行平受x．于个个力之f法ymm衡b合5般所，F第面G°°物，平沿F一个共线如章件f分b接=意斜1与Ta衡解1y°物，力或候=得F件图θF向劈1需向体：